ICS27.010CCSF19團準T/SHJNXH0013—2024Solid-statereversiblehydrogenstoragematerials-Gen 1 22規范性引用文件 23術語和定義 24通用技術要求 45固態儲氫材料試驗要求 56固態儲氫材料貯運要求 7附錄A（資料性） 附錄B（資料性） 1本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。請注意本文件的某些內容可能涉及專利。本文件的發布機構不承擔識別這些專利的責任。本文件由上海市節能協會提出并歸口。本文件起草單位：上海氫楓能源技術有限公司，華北電力大學，上海交通大學，厚普清潔能源（集團）股份有限公司，上海市特種設備監督檢驗技術研究院，中車長春軌道客車股份有限公司，中國華電集團有限公司青海分公司，四川大學，宜興氫楓能源技術有限公司，浙江大學，華南理工大學，上海浦江特種氣體有限公司。本文件主要起草人：鄒建新，原建光，方沛軍，林羲，丁國華，施鋒萍，張嘉祺，唐孝宗，姜方，孫敏，朱陽林，徐維普，蔡龍，嚴義剛，劉永鋒，王輝，劉煒煒。本文件承諾執行單位：上海氫楓能源技術有限公司，氫儲（上海）能源科技有限公司，厚普清潔能源（集團）股份有限公司，宜興氫楓能源技術有限公司，上海浦江特種氣體有限公司。本文件屬于首次發布。2固態可逆儲氫材料通用要求本文件規定了固態可逆儲氫材料的通用技術要求、試驗要求和貯運要求。本文件適用于氫氣可逆儲存與運輸用固態儲氫材料。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3634.2氫氣第2部分：純氫、高純氫和超純氫GB/T5162金屬粉末振實密度的測定GB/T8170數值修約規則GB/T24499氫氣、氫能與氫能系統術語GB/T33291氫化物可逆吸放氫壓力-組成-等溫線（P-C-T）測試方法GB/T42656稀土系儲氫合金吸放氫反應動力學性能測試方法3術語和定義GB/T24499界定的術語和定義及以下術語和定義適用于本文件。3.1固態可逆儲氫材料Solid-statereversiblehydrogenstoragematerials簡稱“固態儲氫材料”，在一定溫度和壓力下，能夠可逆吸收和釋放氫氣的粉狀或塊狀儲氫材料，包括但不限于稀土系儲氫材料、鈦系儲氫材料、釩系儲氫材料、鎂系儲氫材料、吸附類儲氫材料、復雜氫化物類儲氫材料等。3.2固態儲運容器Solid-statestorageandtransportationtanks儲存和運輸固態儲氫材料，同時作為儲氫材料吸收和釋放氫氣反應場所的容器。3.3容量保持率CapacityRetentionRate固態儲氫材料經過若干次充放氫循環后，其儲氫容量與初始狀態下儲氫容量的比值。3.4稀土系儲氫材料Rare-earthbasedhydrogenstoragematerials以稀土和過渡金屬元素為主要成分形成的可逆吸收和釋放氫氣的材料，主要包括但不限于混合稀土系AB5型儲氫材料、稀土-鎂系超晶格儲氫材料等。3.5鈦系儲氫材料Titaniumbasedhydrogenstoragematerials以鈦、鋯和過渡金屬為主要成分形成的可逆吸收和釋放氫氣的材料，主要包括但不限于鈦（鋯）系AB2型Laves相材料、鈦(鋯)系AB型儲氫材料等。3.6鋯系儲氫材料Zirconiumbasedhydrogenstoragematerials以鋯和過渡金屬為主要成分形成的可逆吸收和釋放氫氣的材料，主要包括但不限于鋯系AB2型Laves相材料、鋯系AB型儲氫材料等。3.7釩系儲氫材料Vanadiumbasedhydrogenstoragematerials以釩為主要成分且晶體結構以體心立方BCC相為主的可逆吸收和釋放氫氣的金屬、合金及其復合物3.8鎂系儲氫材料Magnesiumbasedhydrogenstoragematerials以鎂為主要成分且物相以Mg/MgH2為主的可逆吸收和釋放氫氣的金屬、合金及其復合物等。3.9吸附類儲氫材料Adsorptiontypehydrogenstoragematerials以分子間作用力（范德華力）為主要作用的、不發生氫分子解離的能夠可逆吸收和釋放氫氣的多孔材料，主要包括但不限于碳基材料、沸石材料、無機多孔材料、金屬有機框架材料、共價有機化合物材料等。43.10復雜氫化物類儲氫材料Complexhydridestypehydrogenstoragematerials堿金屬或堿土金屬與AlH4-、NH2-、BH4-等含氫的陰離子基團組成的能夠可逆吸收和釋放氫氣的氫化物，主要包括但不限于鋁氫化物、硼氫化物、金屬氮氫復合物等。3.11質量儲氫容量Gravimetrichydrogenstoragecapacity固態儲氫材料的吸氫P-C-T曲線在最大測試壓力下吸入氫氣的最大質量分數。3.12可逆儲氫容量Reversiblehydrogenstoragecapacity固態儲氫材料在規定工況條件下能釋放出的氫氣質量分數。3.13有效循環次數Effectivecyclenumber固態儲氫材料在規定工況條件下經過多次完整的吸放氫循環后，其實際儲氫容量不低于該材料最大質量儲氫容量的80%時對應的循環充放氫次數。4通用技術要求4.1一般要求4.1.1固態儲氫材料通用技術要求，參見附錄A。4.1.2固態儲氫材料生產過程應確保生產批次間材料成分、尺寸均一，性能穩定。4.1.3固態儲氫材料在吸放氫過程不產生除氫氣以外的氣體。4.1.4粉狀固態儲氫材料應能均勻裝填于固態儲運容器中使用，或將粉狀固態儲氫材料壓制成一定形狀的多孔塊體固態儲氫材料后裝填使用。壓制成型的多孔塊體固態儲氫材料在貯存、運輸和裝填過程中應保持塊體結構的穩定。4.1.5可添加碳材料、鋁材料或銅材料等高熱導率材料，增強固態儲氫材料的熱導率；可添加粘結劑或抗膨脹材料，增強固態儲氫材料的結構穩定性。4.1.6添加的高熱導率材料、粘結劑或抗膨脹材料在固態儲氫材料貯存、運輸、裝填和服役過程中，自身性質穩定且不產生其他物質，不與固態儲氫材料、固態儲運氫容器及內部附件、氫氣發生化學反應。固態儲氫材料與不銹鋼、碳鋼、鋁合金等固態儲運氫容器材料具有相容性，在貯存、運輸、裝填和服役5過程不發生化學反應。4.2固態儲氫材料的規格固態儲氫材料的產品規格應由英文首字母縮寫和阿拉伯數字組成。編制方法應符合下列規定：示例如下：規格：HSM-MG-4.0-B-1500，表示鎂基固態儲氫塊體材料，可逆質量儲氫容量4.0%，容量保持率80%時的循環次數為1500次。5固態儲氫材料試驗要求5.1試驗基本要求5.1.1固態儲氫材料試驗用的氫氣應滿足GB/T3634.2高純氫的要求。5.1.2對氧氣或水敏感的固態儲氫材料，測試前的樣品保存、裝樣、轉移均應在惰性氣氛下進行。5.1.3固態儲氫材料的質量應采用校準后的天平進行稱量，天平分度應不低于待測樣品質量的0.01%。5.1.4固態儲氫材料的尺寸應采用校準后的游標卡尺進行稱量，游標卡尺的精度應不低于0.02mm。5.1.5試驗數據的計算結果保留兩位有效數字，數值修約按照GB/T8170規定執行。5.1.6試驗人員應具備正規實驗室工作的實踐經驗。本文件并未指出所有可能的安全問題。使用者應具有一定的專業知識和技能并充分認識到不當的操作可能引起的氣體泄漏、電氣火災或其他嚴重后果。5.2壓力-成分-等溫線（P-C-T）試驗要求5.2.1固態儲氫材料在完成活化后，按照附錄B的試驗參數或廠商規定的試驗參數進行吸氫/放氫P-C-T曲線測試，測試方法依據GB/T33291。吸氫P-C-T曲線測試前應完全釋放固態儲氫材料內的氫。5.2.2復雜氫化物類儲氫材料P-C-T曲線的吸氫/放氫測試溫度應為主要吸放氫成分的工作溫度，由廠商根據應用場景的工況確定。5.2.3固態儲氫材料的活化條件由生產廠商規定，并在產品標識或產品手冊中寫明活化條件或活化步驟。5.3儲氫密度試驗要求5.3.1粉狀固態儲氫材料采用GB/T5162方法檢測振實密度，并采用式（2）進行固態儲氫材料的表觀體積儲氫密度計算：(2)式（2）中：ρH—表觀體積儲氫密度，單位為g/L；W—固態儲氫材料的質量儲氫容量，單位為wt%；ρt—固態儲氫材料的振實密度，單位為g/L。5.3.2隨機堆積使用的多孔塊體固態儲氫材料的振實密度測定參考GB/T5162方法，在經過校準的容積不低于100ml的玻璃或不銹鋼量筒中進行測試，量筒刻度高度應不低于塊體固態儲氫材料最大尺寸（直徑和高度的較大值）的10倍，量筒底部直徑應不低于塊體固態儲氫材料最大尺寸的5倍，量筒最小分度應不高于容積的1%，振實后的塊體固態儲氫材料表觀體積應不低于量筒容積的2/3。測試獲得多孔塊體固態儲氫材料的振實密度后，采用式（2）進行塊體固態儲氫材料的表觀體積儲氫密度計算。5.3.3規則堆積使用且具有規則圓柱外形的多孔塊體固態儲氫材料，其表觀密度測試采用以下方法進行測試：（1）取10個多孔塊體固態儲氫材料樣品，分別進行質量測量、直徑測量和高度測量；1）質量測量：采用天平進行質量測量；2）直徑測量：沿材料軸向的不同部位測量6次，取平均值；3）高度測量：按端部圓周不同部位測量3次，取平均值；（2）通過圓柱體積計算公式計算10個樣品的平均體積，并根據式（3）計算表觀儲氫密度。(3)式（3）中：ρH—表觀體積儲氫密度，單位為g/L；W—固態儲氫材料的質量儲氫容量，單位為wt%；m—固態儲氫材料的質量，單位為g；V—固態儲氫材料的平均體積，單位為L；6固態儲氫材料貯運要求6.1固態儲氫材料應采取防氧化措施后密封貯存和運輸，密封包裝內應放有脫氧劑和干燥劑。6.2包裝桶（箱、袋）外應有明顯標志，注明供方名稱、產品名稱、型號、批號（每噸）、質量、生產日期等標志或字樣，屬于危險化學品的應在醒目位置張貼危險性標志。6.3固態儲氫材料應由供方質量檢驗部門進行檢驗，保證固態儲氫材料符合規定并填寫質量證明書。質量證明書應隨固態儲氫材料一同交付用戶。6.4固態儲氫材料應具有產品使用說明書，使用說明書中應明確產品的主要功能、材料活化方法、材料規定工況、材料特征吸放氫P-C-T曲線、貯存條件、使用方法、注意事項等。產品使用說明書應隨固態儲氫材料一同交付用戶。多孔塊體固態儲氫材料還需注明塊體材料的平均尺寸和平均質量。6.5固態儲氫材料運輸、貯存時應嚴防受潮，避免磨擦，遠離火源，輕拿輕放。不得將粉狀固態儲氫材料暴露在空氣中，以防氧化、燃燒。如遇著火，應采用干砂或防火布覆蓋滅火，金屬材料宜用D類滅火器滅火。6.6固態儲氫材料裝填使用前，應觀察包裝桶（箱、袋）外表有無破損情況，密封包裝破損的固態儲氫材料不得使用。固態儲氫材料通用技術要求表A.1固態儲氫材料技術要求儲氫材料類型質量儲氫容量(wt%)可逆質量儲氫容量(wt%)有效循環次數本征體積儲氫密度(g/L)稀土系2000鈦系45鋯系45釩系3.0800鎂系4.5~7.04.045吸附類—復雜氫化物類8.07.0500常見固態儲氫材料P-C-T曲線試驗參數表B.1常見固態儲氫材料P-C-T曲線試驗參數固態儲氫材料吸氫測試溫度放氫測試溫度(℃)最大測試壓力（MPa）稀土系儲氫材料25±